【立体设计】高考物理 第8章 章末强化训练 鲁教版.doc

2012高考立体设计物理鲁科版第8章 章末强化训练一、选择题(每小题5分，共40分)1关于电场强度和磁感应强度，下列说法正确的是()a电场强度的定义式e适用于任何电场b由真空中点电荷的电场强度公式e知，当r0时，其电场强度趋近于无限大c由公式b知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场d磁感应强度的方向就是置于该处的通电导体的受力方向【解析】e，可适用于任何电场，a正确；e，适用于真空中点电荷的电场，当两电荷间距离过小时，不再适应用该公式求电场强度，b错；某处有无磁场与放在该处的通电导体无关，c错；磁感应强度的方向与放在该处的通电导体的受力方向垂直，d错【答案】a2(2011届福州测试)两根导电的长直导线平行放置，电流分别为i1和i2，电流的方向如图所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上，则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是()aa点和b点 b只有b点c只有c点 db点和d点【解析】若磁感应强度为零，则a、b、c、d四点所受磁场力的大小相等、方向相反，由安培定则a、b、c、d所受i1、i2的磁场力方向皆相反，但由于i1i2，只有距i1、i2距离不相等的点所受磁场力才有可能相等，符合条件的只有a、b两点【答案】a3.如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为n1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向如图，当加上电流后，台秤读数为n2，则下列说法正确的是（ ）a.n1n2,弹簧长度将变长b.n1n2,弹簧长度将变短c.n1n2,弹簧长度将变长d.n2n2,弹簧长度将变短【答案】b4如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为b的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直线段ab、bc和cd的长度均为l，且abcbcd135.流经导线的电流为i，方向如图中箭头所示导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力()a方向沿纸面向上，大小为(1)iblb方向沿纸面向上，大小为(1)iblc方向沿纸面向下，大小为(1)ibld方向沿纸面向下，大小为(1)ibl【解析】该导线可以用a和d之间的直导线长为(1)l来等效代替，根据fbil，可知合力大小为f(1)bil，方向根据左手定则判断为沿纸面向上a正确【答案】a5.如图所示，在xoyz平面中有一通电直导线与ox、oy轴相交，导线中电流方向如图所示，该区域有匀强磁场，通电直导线所受磁场力的方向与oz轴的正方向相同，该磁场的磁感应强度的方向可能是()a沿x轴正方向b沿y轴负方向c沿z轴正方向 d沿z轴负方向【解析】安培力f的方向一定垂直于b与i确定的平面，但b与i的方向不一定垂直由左手定则知，若磁感应强度b的方向沿x轴正方向，则安培力的方向与z轴负方向相同，a选项错若b的方向沿y轴负方向，则安培力的方向与z轴的正方向相同，b选项正确若b的方向沿z轴正方向或沿z轴负方向，安培力的方向均在xoy平面内，c、d选项均错【答案】b6.（2011届三明检测）如图所示，两半圆柱板间有一垂直纸面方向的匀强磁场，从两板的一端垂直端面方向射入一束电荷量相等的正离子.为使它们恰能沿同一半圆路径的另一端射出，这些正离子需要有相同的（ ）a.速度b.质量c.质量和速度的乘积d.动能【答案】c7.如图所示，半径为r的圆形空间内存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从a点以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中，并由b点射出，且aob120，则该粒子在磁场中运动的时间为()a.b.c. d.【解析】首先，通过画轨迹确定圆心角，再进一步确定运动的时间，如题图所示，据题目条件找到对应的圆心o.由图可知：因为aob120，所以60，运动时间tt.但题目中没有这个选项，而是涉及r和v0的选项因为是做匀速圆周运动，所以t，其中r为ab弧所对应的粒子运动的轨道半径，由图中ooa可得rr，所以tr.【答案】d8.（2011届厦门检测）如图甲所示，一带电粒子以水平速度v0(v0w2b.一定是w1=w2c.一定是w1w2d.可能是w1w2【解析】由题可知，带电粒子第二次穿过叠加场时洛伦兹力小于电场力，二力方向相反，所以沿电场方向偏移的距离比第一次仅受电场力时偏移的距离小，且洛伦兹力不做功，故w1w2.a正确.【答案】a二、非选择题(共60分)9(13分)据报道，最近已研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮，其原理如图所示炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接开始时炮弹在导轨的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出设两导轨之间的距离d0.10 m，导轨长l5.0 m，炮弹质量m0.30 kg.导轨上的电流i的方向如图中箭头所示可认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为b2.0 t，方向垂直于纸面向里若炮弹出口速度为v2.0103 m/s，求通过导轨的电流i.忽略摩擦力与重力的影响【解析】在导轨通有电流i时，炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为fbid.炮弹从导轨一端运动到另一端的过程中，根据动能定理：flmv2.联立式得i，代入数据得i6.0105 a.【答案】6.0105 a10. (14分)如图所示，在互相垂直的水平方向的匀强电场(e已知)和匀强磁场(b已知)中，有一固定的竖直绝缘杆，杆上套有一个质量为m、电荷量为q的小球，它们之间的动摩擦因数为.现由静止释放小球，试分析小球的加速度和速度的变化情况，并求最大速度vm.(mgqe)【解析】开始时小球受力见图(a)，neq，由题意知mgeq，所以小球加速向下运动；而后小球受洛伦兹力情况如图(b)，相应的n、f均增大，小球加速度减小，速度仍在增加，只是增加得慢了，洛伦兹力、弹力、摩擦力都将随之增加，合力继续减小；直到加速度a0，小球速度达到最大值后，小球做匀速运动，则有：mg(eqqvmb)，vm.【答案】11(2011届徐州测试)(16分)如图所示，一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为b的匀强磁场，在ad边中点o，方向垂直磁场向里射入一速度方向跟ad边夹角30、大小为v0的带正电粒子，已知粒子质量为m，电荷量为q，ad边长为l，ab边足够长，粒子重力不计，求：(1)粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围(2)如果带电粒子不受上述v0大小范围的限制，求粒子在磁场中运动的最长时间【解析】(1)若粒子速度为v0，由qv0bm，则r.若轨迹与ab边相切，如图所示，设此时相应速度为v01，则r1r1sin.将r1代入上式可得v01.若轨迹与cd边相切，设此时相应速度为v02，则r2r2sin.将r2代入上式可得v02.所以粒子能从ab边上射出磁场的v0应满足v0.(2)粒子在磁场中经过的弧所对的圆心角越大，在磁场中运动的时间也越长由图可知，在磁场中运动的半径rr1时，运动时间最长弧所对的圆心角为(22)，所以最长时间为t.【答案】(1)v0(2)12(17分)如图所示，直角坐标系xoy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为b，方向垂直xoy平面向里，电场线平行于y轴一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的a点水平向右抛出，经x轴上的m点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的n点第一次离开电场和磁场，mn之间的距离为l，小球过m点时的速度方向与x轴方向夹角为.不计空气阻力，重力加速度为g，求：(1)电场强度e的大小和方向；(2)小球从a点抛出时初速度v0的大小；(3)a点到x轴的高度h.【解析】本题考查平抛